일반화학실험 2 / 옥살레이트 철 착화합물, 광화학반응(A+)

목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Chemicals & Apparatus
5. Procedure
6. Data & Result
7. Discussion
8. References

본문내용

1) Title
옥살레이트-철 착화합물합성과 광화학 반응

2) Purpose
철 착화합물을합성하고 이의 광화학 반응을 이용해서 청사진을 만든다.

3) Theory
1. 전이 금속과 리간드
먼저 전이금속은 주기율표에서 4~7주기, 3~11족까지의 원소들을 의미한다. 이 족의 원소들은 전자가 s, p 오비탈뿐만 아니라 d 오비탈에도 존재한다. 전이 금속이 이온화 될 때는 4s 오비탈의 에너지가 3d 오비탈의 에너지보다 높아진다. 따라서 전이 금속은 중성원자에서 전자가 4s가 3d보다 먼저 나가게 된다. 전이 금속은 비금속과 금속 착물, 착화합물, 착물이라 불리는 이온 결합 화합물을 형성한다. 이때 형성된 복합체가 전하를 띤다면 이를 착이온이라 하며, 이런 착이온이 주변 물질과 정전기적 인력을 통해 결합한 화합물을 착화합물이라 한다.
배위결합하고 있는 착화합물의 중심인 전이 원소가 아닌 주변을 둘러싼 분자, 이온을 리간드라 칭한다. 여기서 배위결합이란 두 원자가 공유 결합을 할 때 결합에 관여하는 전자가 형식적으로 한 쪽 원자에서만 제공되어 결합된 경우를 의미한다. 따라서 리간드는 반드시 비공유 전자쌍을 가지고 있어야 한다.
리간드는 전이원소와 루이스 산 염기 상호작용을 통해 결합을 형성한다. 이때 전이 원소는 대부분 전자가 채워지지 않은 오비탈을 가지고 있기에 루이스 산으로 작용하며 리간드는 전이 원소에 대해 루이스 염기로 작용한다. 만약 리간드가 물처럼 전하를 띠지 않는 중성분자면, 전이 원소와는 이온-쌍극자 결합을 통해 화합물을 형성하지만, 리간드가 이온일 때(특히 음이온)는 양이온인 금속이온과 정전기적 인력을 통해 화합물을 형성한다.

2. 착물의 발색
전이 금속이 리간드와 결합해 형성된 착화합물은 채워지지 않은 d 오비탈 때문에 흡수하지 못하는 빛이 생기고 그로 인해 특정한 색을 띤다. 이를 착물의 발색이라 하며 이때 착화합물에서 발색은 결정장 이론으로 설명한다.

참고 자료

대한화학회, 표준 일반화학실험, 천문각, 2010, 246-255pp
서강대학교, 일반화학실험 2, 강의 PPT